ชั้นบรรยากาศตามลำดับจากพื้นผิวโลก

บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลก

บรรยากาศเป็นแหล่งออกซิเจนที่ผู้คนหายใจ อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณขึ้นสู่ระดับความสูง ความดันบรรยากาศทั้งหมดจะลดลง ซึ่งทำให้ความดันออกซิเจนบางส่วนลดลง

ปอดของมนุษย์มีถุงลมประมาณสามลิตร หากความดันบรรยากาศเป็นปกติ ความดันออกซิเจนบางส่วนในอากาศในถุงลมจะเท่ากับ 11 มม. ปรอท ศิลปะ ความดันคาร์บอนไดออกไซด์ - 40 มม. ปรอท ศิลปะ และไอน้ำ - 47 มม. ปรอท ศิลปะ. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความดันออกซิเจนจะลดลง และความดันรวมของไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดจะยังคงคงที่ - ประมาณ 87 มม. ปรอท ศิลปะ. เมื่อความดันอากาศเท่ากับค่านี้ ออกซิเจนจะหยุดไหลเข้าสู่ปอด

เนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงที่ระดับความสูง 20 กม. น้ำและของเหลวคั่นกลางในร่างกายมนุษย์จะเดือดที่นี่ หากคุณไม่ใช้ห้องโดยสารที่มีแรงดัน ที่ระดับความสูงดังกล่าว คนๆ หนึ่งจะเสียชีวิตเกือบจะในทันที ดังนั้นจากมุมมอง ลักษณะทางสรีรวิทยาร่างกายมนุษย์ “อวกาศ” มีต้นกำเนิดมาจากความสูง 20 กิโลเมตร เหนือระดับน้ำทะเล

บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลกนั้นยิ่งใหญ่มาก ตัวอย่างเช่น ต้องขอบคุณชั้นอากาศที่หนาแน่น เช่น โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ ผู้คนจึงได้รับการปกป้องจากการสัมผัสรังสี ในอวกาศ ในอากาศบริสุทธิ์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 36 กม. ทำให้เกิดการแผ่รังสี ที่ระดับความสูงมากกว่า 40 กม. - อัลตราไวโอเลต

เมื่อเพิ่มขึ้นเหนือพื้นผิวโลกไปที่ความสูงมากกว่า 90-100 กม. จะสังเกตเห็นการอ่อนตัวลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปและการหายไปอย่างสมบูรณ์ของปรากฏการณ์ที่มนุษย์คุ้นเคยในชั้นบรรยากาศด้านล่างจะถูกสังเกต:

ไม่มีเสียงเดินทาง

ไม่มีแรงหรือแรงต้านตามหลักอากาศพลศาสตร์

ความร้อนไม่ถูกถ่ายเทโดยการพาความร้อน ฯลฯ

ชั้นบรรยากาศช่วยปกป้องโลกและสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจาก รังสีคอสมิกจากอุกกาบาต มีหน้าที่ควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาล ปรับสมดุล และปรับระดับอัตรารายวัน ในกรณีที่ไม่มีชั้นบรรยากาศบนโลก อุณหภูมิในแต่ละวันจะผันผวนภายใน +/-200C˚ ชั้นบรรยากาศเป็น "บัฟเฟอร์" ที่ให้ชีวิตระหว่างพื้นผิวโลกและอวกาศ ซึ่งเป็นพาหะของความชื้นและความร้อน กระบวนการสังเคราะห์แสงและการแลกเปลี่ยนพลังงานเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ - กระบวนการชีวมณฑลที่สำคัญที่สุด

ชั้นบรรยากาศตามลำดับจากพื้นผิวโลก

ชั้นบรรยากาศเป็นโครงสร้างชั้นต่างๆ ที่ประกอบด้วยชั้นบรรยากาศต่างๆ ดังต่อไปนี้ ตามลำดับจากพื้นผิวโลก:

โทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

แต่ละชั้นไม่มีขอบเขตที่แหลมคมระหว่างกัน และความสูงของชั้นจะขึ้นอยู่กับละติจูดและฤดูกาล โครงสร้างชั้นนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ระดับความสูงต่างกัน ต้องขอบคุณบรรยากาศที่ทำให้เรามองเห็นดาวระยิบระยับ

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศโลกตามชั้นต่างๆ:

บรรยากาศของโลกประกอบด้วยอะไรบ้าง?

ทั้งหมด ชั้นบรรยากาศแตกต่างกันในด้านอุณหภูมิ ความหนาแน่น และองค์ประกอบ ความหนารวมของบรรยากาศคือ 1.5-2.0 พันกิโลเมตร บรรยากาศของโลกประกอบด้วยอะไรบ้าง? ปัจจุบันเป็นส่วนผสมของก๊าซที่มีสารเจือปนต่างๆ

โทรโพสเฟียร์

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศโลกเริ่มต้นด้วยชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งก็คือ ส่วนล่างบรรยากาศที่ระดับความสูงประมาณ 10-15 กม. อากาศในชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่กระจุกอยู่ที่นี่ ลักษณะเฉพาะโทรโพสเฟียร์ - อุณหภูมิจะลดลง 0.6 ˚C เมื่อคุณสูงขึ้นทุกๆ 100 เมตร โทรโพสเฟียร์รวบรวมไอน้ำในชั้นบรรยากาศเกือบทั้งหมด และนี่คือจุดที่เมฆก่อตัว

ความสูงของโทรโพสเฟียร์เปลี่ยนแปลงทุกวัน นอกจากนี้เธอ ค่าเฉลี่ยแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดและฤดูกาลของปี ความสูงเฉลี่ยโทรโพสเฟียร์เหนือขั้วโลกอยู่ที่ 9 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร - ประมาณ 17 กม. อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปีเหนือเส้นศูนย์สูตรอยู่ใกล้กับ +26 ˚C และเหนือขั้วโลกเหนือ -23 ˚C เส้นบนของโทรโพสเฟียร์เหนือเส้นศูนย์สูตรมีอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีประมาณ -70 °C และสูงกว่า ขั้วโลกเหนือวี เวลาฤดูร้อน-45 ˚C และ -65 ˚C ในฤดูหนาว ดังนั้น ยิ่งสูง อุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลง รังสีของดวงอาทิตย์ส่องผ่านชั้นโทรโพสเฟียร์โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้น ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์จะถูกกักเก็บโดยคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไอน้ำ

สตราโตสเฟียร์

เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์คือสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีความสูง 50-55 กม. ลักษณะเฉพาะของชั้นนี้คืออุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความสูง ระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์จะมีชั้นการเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่าโทรโพพอสอยู่

จากระดับความสูงประมาณ 25 กิโลเมตร อุณหภูมิของชั้นสตราโตสเฟียร์เริ่มเพิ่มขึ้นและเมื่อถึงระดับความสูงสูงสุด 50 กม. จะได้ค่าจาก +10 ถึง +30 ˚C

มีไอน้ำน้อยมากในชั้นสตราโตสเฟียร์ บางครั้งที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. คุณสามารถพบเมฆค่อนข้างบางซึ่งเรียกว่า "เมฆมุก" ใน ตอนกลางวันไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน แต่ในเวลากลางคืนจะเรืองแสงเนื่องจากมีแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ใต้ขอบฟ้า องค์ประกอบของเมฆเนเครรัสประกอบด้วยหยดน้ำที่มีความเย็นยิ่งยวด สตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยโอโซนเป็นส่วนใหญ่

มีโซสเฟียร์

ความสูงของชั้นมีโซสเฟียร์ประมาณ 80 กม. ที่นี่เมื่อมันสูงขึ้นอุณหภูมิจะลดลงและที่ด้านบนสุดจะถึงค่าหลายสิบC˚ที่ต่ำกว่าศูนย์ ในชั้นมีโซสเฟียร์ ยังสามารถสังเกตเมฆได้ ซึ่งสันนิษฐานว่าก่อตัวจากผลึกน้ำแข็ง เมฆเหล่านี้เรียกว่า "น็อคทิลูเซนท์" มีโซสเฟียร์มีลักษณะเป็นอุณหภูมิที่เย็นที่สุดในชั้นบรรยากาศ: ตั้งแต่ -2 ถึง -138 ˚C

เทอร์โมสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศนี้ได้รับชื่อมาจาก อุณหภูมิสูง- เทอร์โมสเฟียร์ประกอบด้วย:

ไอโอโนสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

ไอโอโนสเฟียร์มีลักษณะเป็นอากาศที่ทำให้บริสุทธิ์ แต่ละเซนติเมตรที่ระดับความสูง 300 กม. ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุล 1 พันล้านอะตอมและที่ระดับความสูง 600 กม. - มากกว่า 100 ล้าน

ไอโอโนสเฟียร์ยังมีลักษณะพิเศษคือการแตกตัวเป็นไอออนในอากาศสูง ไอออนเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่มีประจุ โมเลกุลอะตอมไนโตรเจนที่มีประจุ และอิเล็กตรอนอิสระ

เอกโซสเฟียร์

ชั้นนอกอวกาศเริ่มต้นที่ระดับความสูง 800-1,000 กม. อนุภาคก๊าซ โดยเฉพาะอนุภาคที่เบา เคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วมหาศาล เอาชนะแรงโน้มถ่วงได้ อนุภาคดังกล่าวเนื่องจากการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วจึงลอยออกจากชั้นบรรยากาศเข้าไป ช่องว่างและกระจายไป ดังนั้นเอกโซสเฟียร์จึงเรียกว่าทรงกลมแห่งการกระจายตัว อะตอมของไฮโดรเจนซึ่งประกอบเป็นชั้นที่สูงที่สุดของเอกโซสเฟียร์ส่วนใหญ่บินไปในอวกาศ ขอบคุณอนุภาคในบรรยากาศชั้นบนและอนุภาค ลมสุริยะเราสามารถมองเห็นแสงเหนือได้

ดาวเทียมและจรวดธรณีฟิสิกส์ทำให้สามารถสร้างการปรากฏตัวในชั้นบนของบรรยากาศของแถบรังสีของดาวเคราะห์ได้ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า - อิเล็กตรอนและโปรตอน

YouTube สารานุกรม

1 / 5

ú ยานอวกาศ Earth (ตอนที่ 14) - บรรยากาศ

➤ เหตุใดบรรยากาศจึงไม่ถูกดึงเข้าสู่สุญญากาศแห่งอวกาศ

út การเข้าสู่ยานอวกาศ Soyuz TMA-8 สู่ชั้นบรรยากาศโลก

√ โครงสร้างบรรยากาศ ความหมาย การเรียน

✪ O. S. Ugolnikov "บรรยากาศชั้นบน การพบกันของโลกและอวกาศ"

คำบรรยาย

ขอบเขตบรรยากาศ

บรรยากาศถือเป็นบริเวณรอบโลกซึ่งมีตัวกลางที่เป็นก๊าซหมุนไปพร้อมกับโลกโดยรวม บรรยากาศจะค่อยๆ ผ่านเข้าสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ในชั้นนอกโลก โดยเริ่มต้นที่ระดับความสูง 500-1,000 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก

ตามคำจำกัดความที่เสนอโดยสหพันธ์การบินระหว่างประเทศขอบเขตของบรรยากาศและพื้นที่นั้นถูกลากไปตามเส้นคาร์มานซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. ซึ่งเหนือระดับนั้นการบินการบินจึงเป็นไปไม่ได้เลย NASA ใช้เครื่องหมาย 122 กิโลเมตร (400,000 ฟุต) เป็นขีดจำกัดบรรยากาศ โดยที่กระสวยอวกาศเปลี่ยนจากการขับเคลื่อนด้วยกำลังไปสู่การเคลื่อนที่ตามหลักอากาศพลศาสตร์

คุณสมบัติทางกายภาพ

นอกจากก๊าซที่ระบุในตารางแล้ว บรรยากาศยังประกอบด้วย Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, ไฮโดรคาร์บอน, HCl, HBr, ไอระเหย, I 2, Br 2 รวมถึงก๊าซอื่น ๆ อีกมากมาย ในปริมาณเล็กน้อย ตั้งอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ตลอดเวลา จำนวนมากอนุภาคของแข็งและของเหลวแขวนลอย (ละอองลอย) ก๊าซที่หายากที่สุดใน ชั้นบรรยากาศของโลกคือเรดอน (Rn)

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

ชั้นขอบเขตบรรยากาศ

ชั้นล่างของโทรโพสเฟียร์ (หนา 1-2 กม.) ซึ่งสถานะและคุณสมบัติของพื้นผิวโลกส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์

ขีดจำกัดบนอยู่ที่ระดับความสูง 8-10 กม. ในขั้วโลก, 10-12 กม. ในเขตอบอุ่น และ 16-18 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในฤดูหนาวต่ำกว่าในฤดูร้อน ชั้นบรรยากาศหลักชั้นล่างประกอบด้วยมากกว่า 80% ของมวลอากาศในบรรยากาศทั้งหมด และประมาณ 90% ของไอน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในบรรยากาศ ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมากในโทรโพสเฟียร์ เมฆปรากฏขึ้น และพายุไซโคลนและแอนติไซโคลนพัฒนาขึ้น อุณหภูมิจะลดลงตามความสูงที่เพิ่มขึ้นโดยมีความลาดชันตามแนวตั้งเฉลี่ย 0.65°/100 ม

โทรโปพอส

ชั้นเปลี่ยนผ่านจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้น 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของชั้น 25-40 กม. จาก −56.5 เป็น 0.8 ° ( ชั้นบนสตราโตสเฟียร์หรือบริเวณผกผัน) เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิจะคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณที่มีอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่าสตราโตสเฟียร์และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์

สเตรโทพอส

ชั้นขอบเขตของชั้นบรรยากาศระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ ในการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งจะมีค่าสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนคือประมาณ 800 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. โดยจะถึงค่าลำดับ 1,500 K หลังจากนั้นจะยังคงเกือบคงที่จนถึงระดับความสูงสูง ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิก ไอออนไนซ์ของอากาศ ("แสงออโรร่า") เกิดขึ้น - บริเวณหลักของไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. อะตอมออกซิเจนจะมีอิทธิพลเหนือกว่า ขีดจำกัดบนของเทอร์โมสเฟียร์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมปัจจุบันของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ ในช่วงที่มีกิจกรรมต่ำ - ตัวอย่างเช่นในปี 2551-2552 ขนาดของเลเยอร์นี้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เทอร์โมพอส

บริเวณบรรยากาศที่อยู่ติดกันเหนือเทอร์โมสเฟียร์ ในภูมิภาคนี้ การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ไม่มีนัยสำคัญ และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงจริงๆ

เอกโซสเฟียร์ (ทรงกลมกระเจิง)

ขึ้นไปที่ระดับความสูง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงกว่า การกระจายตัวของก๊าซเหนือความสูงจะขึ้นอยู่กับพวกมัน น้ำหนักโมเลกุลความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในชั้นสตราโตสเฟียร์เป็น −110 °C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิ ~150 °C เหนือ 200 กม. สังเกตความผันผวนของอุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซในเวลาและอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3,500 กม. ชั้นบรรยากาศจะค่อยๆ กลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ใกล้สุญญากาศอวกาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคหายากของก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคฝุ่นที่หายากอย่างยิ่งแล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีคอร์ปัสของแหล่งกำเนิดสุริยะและกาแล็กซียังแทรกซึมเข้าไปในอวกาศนี้อีกด้วย

ทบทวน

โทรโพสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ - ประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศจึงแยกแยะได้ นิวโทรสเฟียร์และ ไอโอโนสเฟียร์ .

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศที่ปล่อยออกมา โฮโมสเฟียร์และ เฮเทอโรสเฟียร์. เฮเทอโรสเฟียร์- นี่คือพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวนั้นน้อยมาก. นี่แสดงถึงองค์ประกอบที่แปรผันของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่ผสมกันและเป็นเนื้อเดียวกันของบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่าเทอร์โบพอส ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

คุณสมบัติอื่นของบรรยากาศและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

เมื่ออยู่ที่ระดับความสูง 5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล คนที่ไม่ได้รับการฝึกจะเริ่มประสบกับภาวะขาดออกซิเจน และหากไม่มีการปรับตัว ประสิทธิภาพของบุคคลจะลดลงอย่างมาก โซนสรีรวิทยาของบรรยากาศสิ้นสุดที่นี่ การหายใจของมนุษย์จะเป็นไปไม่ได้ที่ระดับความสูง 9 กม. แม้ว่าบรรยากาศจะสูงถึงประมาณ 115 กม. แต่บรรยากาศก็ยังมีออกซิเจนอยู่

บรรยากาศทำให้เรามีออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันรวมของบรรยากาศลดลง เมื่อคุณสูงขึ้น ความดันบางส่วนของออกซิเจนจะลดลงตามไปด้วย

ในชั้นอากาศที่ทำให้บริสุทธิ์ การแพร่กระจายของเสียงเป็นไปไม่ได้ จนถึงระดับความสูง 60-90 กม. ยังคงสามารถใช้แรงต้านอากาศและแรงยกเพื่อควบคุมการบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ได้ แต่เริ่มต้นจากระดับความสูง 100-130 กม. แนวคิดของหมายเลข M และแผงกั้นเสียงที่นักบินทุกคนคุ้นเคยนั้นสูญเสียความหมาย: ที่นั่นผ่านเส้น Karman ธรรมดาซึ่งเกินกว่าขอบเขตของการบินด้วยขีปนาวุธล้วนๆ ซึ่งสามารถทำได้เท่านั้น ถูกควบคุมโดยใช้แรงปฏิกิริยา

ที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. บรรยากาศจะปราศจากสิ่งอื่นใด คุณสมบัติที่โดดเด่น- ความสามารถในการดูดซับ การนำ และส่งผ่าน พลังงานความร้อนโดยการพาความร้อน (นั่นคือ โดยการผสมอากาศ) ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบต่างๆ ของอุปกรณ์ อุปกรณ์วงโคจร สถานีอวกาศจะไม่สามารถทำความเย็นภายนอกได้ตามปกติบนเครื่องบิน - ด้วยความช่วยเหลือของไอพ่นและหม้อน้ำอากาศ ที่ความสูงดังกล่าวเช่นเดียวกับในอวกาศทั่วไป วิธีเดียวเท่านั้นการถ่ายเทความร้อนคือการแผ่รังสีความร้อน

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศ

ตามทฤษฎีที่พบบ่อยที่สุด ชั้นบรรยากาศของโลกมีมากกว่าสามเท่าตลอดประวัติศาสตร์ องค์ประกอบต่างๆ- เริ่มแรกประกอบด้วยก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) ที่ถูกจับจากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า บรรยากาศเบื้องต้น- ในระยะต่อไป การระเบิดของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ทำให้บรรยากาศอิ่มตัวด้วยก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน (คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ไอน้ำ) นี่คือวิธีที่มันถูกสร้างขึ้น บรรยากาศรอง- บรรยากาศแบบนี้กำลังฟื้นฟู นอกจากนี้กระบวนการก่อตัวของบรรยากาศยังถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

• การรั่วไหลของก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) สู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์
• ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต การปล่อยฟ้าผ่าและปัจจัยอื่นๆ

ปัจจัยเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การก่อตัว บรรยากาศระดับอุดมศึกษาโดดเด่นด้วยปริมาณไฮโดรเจนที่ต่ำกว่ามากและมีไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่ามาก (เกิดจาก ปฏิกริยาเคมีจากแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน)

ไนโตรเจน

การก่อตัวของไนโตรเจน N2 จำนวนมากเกิดจากการออกซิเดชันของบรรยากาศแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนโดยโมเลกุลออกซิเจน O2 ซึ่งเริ่มมาจากพื้นผิวโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ไนโตรเจน N2 ยังถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการแยกไนเตรตของไนเตรตและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ไนโตรเจนถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนเป็น NO ในบรรยากาศชั้นบน

ไนโตรเจน N 2 จะทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะเฉพาะเท่านั้น (เช่น ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า) ออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจนโดยโอโซนระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าจะใช้ในปริมาณเล็กน้อยในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว) และแบคทีเรียปมซึ่งก่อตัวเป็น symbiosis ของไรโซเบียมกับพืชตระกูลถั่วซึ่งสามารถเป็นปุ๋ยพืชสดที่มีประสิทธิภาพ - พืชที่ไม่ทำให้หมดสิ้นลง แต่ทำให้ดินสมบูรณ์ด้วยปุ๋ยธรรมชาติสามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยการใช้พลังงานต่ำและแปลงสภาพ ให้อยู่ในรูปแบบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

ออกซิเจน

องค์ประกอบของบรรยากาศเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงโดยการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนและการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ เริ่มแรกออกซิเจนถูกใช้ไปในการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบรีดิวซ์ - แอมโมเนีย, ไฮโดรคาร์บอน, เหล็กในรูปเหล็กที่มีอยู่ในมหาสมุทร ฯลฯ ในตอนท้ายของขั้นตอนนี้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเริ่มเพิ่มขึ้น บรรยากาศสมัยใหม่ที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะค่อยๆก่อตัวขึ้น เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันและร้ายแรงในกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑล เหตุการณ์นี้จึงถูกเรียกว่า มหันตภัยออกซิเจน

ก๊าซมีตระกูล

มลพิษทางอากาศ

ใน เมื่อเร็วๆ นี้มนุษย์เริ่มมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศ ผลลัพธ์ กิจกรรมของมนุษย์กลายเป็น การเติบโตอย่างต่อเนื่องปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเนื่องจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่สะสมในยุคธรณีวิทยาก่อนหน้านี้ CO 2 จำนวนมหาศาลถูกใช้ไปในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและถูกดูดซับโดยมหาสมุทรของโลก ก๊าซนี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเนื่องจากการสลายตัวของหินคาร์บอเนตและสารอินทรีย์จากพืชและสัตว์ ตลอดจนเนื่องจากการภูเขาไฟและกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 10% โดยส่วนใหญ่ (360 พันล้านตัน) มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง หากอัตราการเติบโตของการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงดำเนินต่อไป ในอีก 200-300 ปีข้างหน้า ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นสองเท่าและอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก

การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นสาเหตุหลักของก๊าซก่อมลพิษ (CO, SO2) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศเป็น SO 3 และไนโตรเจนออกไซด์เป็น NO 2 ในชั้นบนของบรรยากาศ ซึ่งในทางกลับกันจะมีปฏิกิริยากับไอน้ำ และส่งผลให้กรดซัลฟิวริก H 2 SO 4 และกรดไนตริก HNO 3 ตกไปที่ พื้นผิวโลกในรูปแบบที่เรียกว่า ฝนกรด. การใช้งาน

อากาศในบรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน (77.99%) ออกซิเจน (21%) ก๊าซเฉื่อย (1%) และคาร์บอนไดออกไซด์ (0.01%) ส่วนแบ่งของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศและนอกจากนี้พื้นที่ป่าที่ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจนก็ลดลง

นอกจากนี้ยังมีโอโซนจำนวนเล็กน้อยในบรรยากาศซึ่งมีความเข้มข้นที่ระดับความสูงประมาณ 25-30 กม. และก่อตัวที่เรียกว่า ชั้นโอโซน- ชั้นนี้สร้างอุปสรรคต่อรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก

นอกจากนี้บรรยากาศยังประกอบด้วยไอน้ำและสิ่งสกปรกต่างๆ - ฝุ่นละออง, เถ้าภูเขาไฟ, เขม่า ฯลฯ ความเข้มข้นของสิ่งสกปรกจะสูงกว่าบริเวณพื้นผิวโลกและในบางพื้นที่: เหนือเมืองใหญ่คือทะเลทราย

โทรโพสเฟียร์- ด้านล่างประกอบด้วยอากาศส่วนใหญ่และ ความสูงของชั้นนี้แตกต่างกันไป: จาก 8-10 กม. ใกล้เขตร้อนถึง 16-18 กม. ใกล้เส้นศูนย์สูตร ในชั้นโทรโพสเฟียร์ จะลดลงตามที่เพิ่มขึ้น: 6°C ทุกๆ กิโลเมตร สภาพอากาศเกิดขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์ ลม การตกตะกอน เมฆ พายุไซโคลน และแอนติไซโคลน

ชั้นบรรยากาศถัดไปคือ สตราโตสเฟียร์- อากาศในนั้นทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นและมีไอน้ำน้อยกว่ามาก อุณหภูมิในส่วนล่างของชั้นสตราโตสเฟียร์คือ -60 - -80°C และลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น มันอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่มีชั้นโอโซนตั้งอยู่ สตราโตสเฟียร์มีลักษณะเป็นความเร็วลมสูง (สูงถึง 80-100 เมตร/วินาที)

มีโซสเฟียร์- ชั้นกลางของบรรยากาศ อยู่เหนือสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 50 ถึง S0-S5 กม. มีโซสเฟียร์มีลักษณะลดลง อุณหภูมิเฉลี่ยโดยมีความสูงตั้งแต่ 0°C ที่ขอบล่างถึง -90°C ที่ขอบบน ใกล้กับขอบเขตด้านบนของชั้นมีโซสเฟียร์ มีการสังเกตเมฆที่ส่องสว่างในเวลากลางคืน โดยได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ความกดอากาศที่ขอบบนของชั้นมีโซสเฟียร์นั้นน้อยกว่าพื้นผิวโลกถึง 200 เท่า

เทอร์โมสเฟียร์- ตั้งอยู่เหนือมีโซสเฟียร์ที่ระดับความสูงตั้งแต่ SO ถึง 400-500 กม. โดยในนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ สูงขึ้นอย่างช้าๆ จากนั้นอย่างรวดเร็วจะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง เหตุผลคือการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ที่ระดับความสูง 150-300 กม. ในเทอร์โมสเฟียร์ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงระดับความสูงประมาณ 400 กม. โดยจะสูงถึง 700 - 1500 ° C (ขึ้นอยู่กับกิจกรรมแสงอาทิตย์) ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีคอสมิก ไอออนไนซ์ของอากาศ ("ออโรรา") ก็เกิดขึ้นเช่นกัน บริเวณหลักของไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่หายากที่สุดเริ่มต้นที่ระดับความสูง 450-000 กม. และขอบเขตบนอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกหลายพันกม. ซึ่งความเข้มข้นของอนุภาคจะเท่ากันกับในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ช่องว่าง. เอกโซสเฟียร์ประกอบด้วยก๊าซไอออไนซ์ (พลาสมา); ส่วนล่างและตรงกลางของเอกโซสเฟียร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจน เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของก๊าซเบา โดยเฉพาะไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิในเอกโซสเฟียร์คือ 1300-3,000° C; มันจะเติบโตอย่างอ่อนแอตามความสูง แถบรังสีของโลกส่วนใหญ่อยู่ในชั้นนอกโซสเฟียร์

อุตุนิยมวิทยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว และภูมิอากาศวิทยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว

ความหนาของชั้นบรรยากาศคือ 1,500 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก มวลอากาศทั้งหมดนั่นคือส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบเป็นบรรยากาศคือ 5.1-5.3 * 10^15 ตัน มวลโมเลกุลของอากาศแห้งสะอาดคือ 29 ความดันที่ 0 ° C ที่ระดับน้ำทะเลคือ 101,325 Pa หรือ 760 มม. rt. ศิลปะ.; อุณหภูมิวิกฤติ - 140.7 °C; แรงดันวิกฤต 3.7 MPa ความสามารถในการละลายของอากาศในน้ำที่ 0 °C คือ 0.036% ที่ 25 °C - 0.22%

กำหนดสถานะทางกายภาพของบรรยากาศ พารามิเตอร์พื้นฐานของบรรยากาศ: ความหนาแน่นของอากาศ ความดัน อุณหภูมิ และองค์ประกอบ เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง อุณหภูมิยังเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงระดับความสูง แนวตั้งนั้นมีอุณหภูมิและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน สภาพที่แตกต่างกันอากาศ. ชั้นหลักต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในบรรยากาศ: โทรโพสเฟียร์, สตราโตสเฟียร์, มีโซสเฟียร์, เทอร์โมสเฟียร์, เอ็กโซสเฟียร์ (ทรงกลมกระเจิง) บริเวณเปลี่ยนผ่านของบรรยากาศระหว่างเปลือกใกล้เคียงเรียกว่า tropopause, stratopause เป็นต้น ตามลำดับ

โทรโพสเฟียร์- ต่ำกว่า, หลัก, มีการศึกษามากที่สุด, ความสูงในบริเวณขั้วโลกคือ 8-10 กม., ในละติจูดพอสมควรถึง 10-12 กม., ที่เส้นศูนย์สูตร - 16-18 กม. ชั้นโทรโพสเฟียร์ประกอบด้วยประมาณ 80-90% ของมวลบรรยากาศทั้งหมดและไอน้ำเกือบทั้งหมด เมื่อสูงขึ้นทุกๆ 100 เมตร อุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์จะลดลงโดยเฉลี่ย 0.65 °C และถึง -53 °C ในตอนบน ชั้นบนของชั้นโทรโพสเฟียร์นี้เรียกว่าโทรโพพอส ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมากในชั้นโทรโพสเฟียร์ โดยส่วนใหญ่จะมีความเข้มข้น เมฆจะปรากฏขึ้นและพัฒนา

สตราโตสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11-50 กม. โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้น 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในชั้น 25-40 กม. จาก -56.5 เป็น 0.8 ° C (ชั้นบนของสตราโตสเฟียร์หรือบริเวณผกผัน) เมื่อถึงค่า 273 K (0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิจะคงที่จนถึงระดับความสูง 55 กม. บริเวณที่มีอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่าสตราโตสเฟียร์และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์

ชั้นนี้อยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ โอโซโนสเฟียร์(“ชั้นโอโซน” ที่ระดับความสูง 15-20 ถึง 55-60 กม.) ซึ่งเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของสิ่งมีชีวิตใน องค์ประกอบที่สำคัญสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ - โอโซนซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลที่รุนแรงที่สุดที่ระดับความสูง 30 กม. มวลโอโซนทั้งหมดจะอยู่ที่ ความดันปกติชั้นหนา 1.7-4 มม. แต่ก็เพียงพอที่จะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำลายชีวิตได้ การทำลายโอโซนเกิดขึ้นเมื่อทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระ ไนโตรเจนออกไซด์ และสารประกอบที่มีฮาโลเจน (รวมถึง "ฟรีออน") โอโซน - การจัดสรรออกซิเจนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีต่อไปนี้โดยปกติหลังฝนตกเมื่อสารประกอบที่เกิดขึ้นขึ้นสู่ชั้นบนของโทรโพสเฟียร์ โอโซนมีกลิ่นเฉพาะตัว

ในสตราโตสเฟียร์ ส่วนคลื่นสั้นของรังสีอัลตราไวโอเลต (180-200 นาโนเมตร) ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ และพลังงานของคลื่นสั้นจะถูกเปลี่ยนรูป ภายใต้อิทธิพลของรังสีเหล่านี้พวกมันก็เปลี่ยนไป สนามแม่เหล็ก, โมเลกุลสลายตัว, เกิดไอออไนซ์, ก่อตัวใหม่ของก๊าซและอื่นๆ สารประกอบเคมี- กระบวนการเหล่านี้สามารถสังเกตได้ในรูปแบบของแสงเหนือ ฟ้าผ่า และแสงเรืองแสงอื่นๆ แทบไม่มีไอน้ำในสตราโตสเฟียร์

มีโซสเฟียร์เริ่มต้นที่ระดับความสูง 50 กม. และขยายไปถึง 80-90 กม. ที่ระดับความสูง 75-85 กม. จะลดลงเหลือ -88 °C ขีดจำกัดบนของมีโซสเฟียร์คือมีโซพอส

เทอร์โมสเฟียร์(อีกชื่อหนึ่งคือไอโอโนสเฟียร์) - ชั้นบรรยากาศที่อยู่ถัดจากมีโซสเฟียร์ - เริ่มต้นที่ระดับความสูง 80-90 กม. และขยายออกไปสูงสุด 800 กม. อุณหภูมิอากาศในเทอร์โมสเฟียร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องถึงหลายร้อยหรือหลายพันองศา

เอกโซสเฟียร์- โซนการกระจายตัวส่วนนอกของเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งอยู่เหนือ 800 กม. ก๊าซในเอกโซสเฟียร์ถูกทำให้บริสุทธิ์มาก และจากจุดนี้ อนุภาคของมันก็รั่วไหลสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ (การกระจาย)
ขึ้นไปที่ระดับความสูง 100 กม. บรรยากาศจะเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เฟสเดียว) และผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงกว่า การกระจายตัวของก๊าซเหนือความสูงจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในชั้นสตราโตสเฟียร์เป็น -110 °C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิประมาณ 1,500 °C เหนือ 200 กม. สังเกตความผันผวนของอุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซในเวลาและอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3,000 กม. เอกโซสเฟียร์จะค่อยๆ กลายเป็นสุญญากาศใกล้อวกาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ที่มีการทำให้บริสุทธิ์สูง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคที่หายากอย่างยิ่งเหล่านี้แล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและคอร์ปัสสกูเลชันของแหล่งกำเนิดสุริยะและกาแล็กซียังแทรกซึมเข้าไปในอวกาศนี้อีกด้วย

โทรโพสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ - ประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศ นิวโทรโนสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์มีความโดดเด่น ปัจจุบันเชื่อกันว่าบรรยากาศขยายไปถึงระดับความสูง 2,000-3,000 กม.

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศ โฮโมสเฟียร์และเฮเทอโรสเฟียร์มีความโดดเด่น เฮเทอโรสเฟียร์- นี่คือบริเวณที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกก๊าซเพราะว่า การผสมที่ความสูงดังกล่าวไม่มีนัยสำคัญ นี่แสดงถึงองค์ประกอบที่แปรผันของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่ผสมกันและเป็นเนื้อเดียวกันของบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่าเทอร์โบพอส ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

ความดันบรรยากาศคือความดันของอากาศในชั้นบรรยากาศที่มีต่อวัตถุที่อยู่ในนั้นและพื้นผิวโลก ความดันบรรยากาศปกติคือ 760 mmHg ศิลปะ. (101,325 ป่า). ระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นทุก ๆ กิโลเมตร ความดันจะลดลง 100 มม.

องค์ประกอบของบรรยากาศ

เปลือกอากาศของโลกประกอบด้วยก๊าซและสิ่งสกปรกต่างๆ เป็นหลัก (ฝุ่น หยดน้ำ ผลึกน้ำแข็ง เกลือทะเลผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้) ซึ่งมีปริมาณไม่คงที่ ก๊าซหลัก ได้แก่ ไนโตรเจน (78%) ออกซิเจน (21%) และอาร์กอน (0.93%) ความเข้มข้นของก๊าซที่ประกอบเป็นบรรยากาศแทบจะคงที่ ยกเว้นคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 (0.03%)

บรรยากาศยังประกอบด้วย SO2, CH4, NH3, CO, ไฮโดรคาร์บอน, HC1, HF, ไอปรอท, I2 รวมถึง NO และก๊าซอื่น ๆ อีกมากมายในปริมาณเล็กน้อย โทรโพสเฟียร์ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งและของเหลวแขวนลอย (ละอองลอย) จำนวนมากอย่างต่อเนื่อง

พระองค์ทรงมองไม่เห็น แต่เราก็อยู่ไม่ได้หากไม่มีพระองค์

เราแต่ละคนเข้าใจว่าอากาศจำเป็นต่อชีวิตอย่างไร สามารถได้ยินสำนวนที่ว่า "จำเป็นเท่าอากาศ" เมื่อพูดถึงสิ่งที่สำคัญมากสำหรับชีวิตของบุคคล เรารู้ตั้งแต่สมัยเด็กๆ ว่าการใช้ชีวิตและการหายใจเป็นสิ่งเดียวกัน

คุณรู้ไหมว่าคน ๆ หนึ่งสามารถอยู่ได้โดยปราศจากอากาศได้นานแค่ไหน?

ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าตนหายใจเข้ามากแค่ไหน ปรากฎว่าในหนึ่งวันโดยใช้ลมหายใจและหายใจออกประมาณ 20,000 ครั้ง บุคคลหนึ่งผ่านอากาศ 15 กิโลกรัมผ่านปอด ในขณะที่เขาดูดซับอาหารเพียงประมาณ 1.5 กิโลกรัมและน้ำ 2-3 กิโลกรัม ในขณะเดียวกัน อากาศก็เป็นสิ่งที่เรามองข้ามไป เหมือนกับพระอาทิตย์ขึ้นทุกเช้า น่าเสียดายที่เราจะรู้สึกได้เฉพาะเมื่อมีไม่เพียงพอหรือเมื่อมีมลพิษเท่านั้น เราลืมไปว่าทุกชีวิตบนโลกซึ่งมีการพัฒนามานานหลายล้านปี ได้ปรับตัวให้เข้ากับชีวิตในบรรยากาศที่มีองค์ประกอบทางธรรมชาติบางอย่าง

มาดูกันว่าอากาศประกอบด้วยอะไรบ้าง

และสรุป: อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ ออกซิเจนในนั้นมีประมาณ 21% (ประมาณ 1/5 โดยปริมาตร) ไนโตรเจนมีสัดส่วนประมาณ 78% ส่วนประกอบที่จำเป็นที่เหลือคือก๊าซเฉื่อย (อาร์กอนเป็นหลัก) คาร์บอนไดออกไซด์ และสารประกอบทางเคมีอื่นๆ

การศึกษาองค์ประกอบของอากาศเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 18 เมื่อนักเคมีเรียนรู้ที่จะรวบรวมก๊าซและทำการทดลองกับก๊าซเหล่านั้น หากคุณสนใจประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ ชมภาพยนตร์สั้นเกี่ยวกับประวัติศาสตร์การค้นพบอากาศ

ออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศจำเป็นต่อการหายใจของสิ่งมีชีวิต สาระสำคัญของกระบวนการหายใจคืออะไร? ดังที่คุณทราบแล้วว่าในกระบวนการหายใจร่างกายจะใช้ออกซิเจนจากอากาศ ออกซิเจนในอากาศจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีจำนวนมากที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในทุกเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะของสิ่งมีชีวิต ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้ เมื่อมีส่วนร่วมของออกซิเจน สารเหล่านั้นที่มาพร้อมกับอาหารจะ "เผาไหม้" อย่างช้าๆ และก่อตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะเดียวกันพลังงานที่มีอยู่ในนั้นก็ถูกปล่อยออกมา เนื่องจากพลังงานนี้ร่างกายจึงดำรงอยู่เพื่อใช้ในทุกหน้าที่ - การสังเคราะห์สาร การหดตัวของกล้ามเนื้อ การทำงานของอวัยวะทั้งหมด ฯลฯ

ในธรรมชาติยังมีจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถใช้ไนโตรเจนในกระบวนการของชีวิตได้ เนื่องจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในอากาศกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเกิดขึ้นและชีวมณฑลของโลกโดยรวมสิ่งมีชีวิต

ดังที่คุณทราบ เปลือกอากาศของโลกเรียกว่าชั้นบรรยากาศ ชั้นบรรยากาศอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1,000 กม. - มันเป็นสิ่งกีดขวางระหว่างโลกและอวกาศ ตามธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในบรรยากาศ มีหลายชั้น:

บรรยากาศ- นี่คือสิ่งกีดขวางระหว่างโลกและอวกาศ มันทำให้ผลกระทบของรังสีคอสมิกอ่อนลงและให้เงื่อนไขบนโลกสำหรับการพัฒนาและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต เป็นชั้นบรรยากาศของเปลือกโลกเปลือกแรกๆ ที่สัมผัสกับรังสีดวงอาทิตย์และดูดซับอย่างแรง รังสีอัลตราไวโอเลตดวงอาทิตย์ซึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

“ข้อดี” อีกประการหนึ่งของชั้นบรรยากาศเกี่ยวข้องกับการที่บรรยากาศดูดซับรังสีความร้อน (อินฟราเรด) ที่มองไม่เห็นของโลกได้เกือบทั้งหมดและส่งคืนส่วนใหญ่กลับมา นั่นคือบรรยากาศมีความโปร่งใสสัมพันธ์กัน แสงอาทิตย์ขณะเดียวกันก็เป็น “ผ้าห่ม” อากาศที่ไม่ยอมให้โลกเย็นลง ดังนั้นโลกของเราจึงรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย

องค์ประกอบของบรรยากาศสมัยใหม่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเพียงแห่งเดียวในระบบดาวเคราะห์ของเรา

ชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกประกอบด้วยมีเทน แอมโมเนีย และก๊าซอื่นๆ นอกจากการพัฒนาของโลกแล้ว บรรยากาศก็เปลี่ยนไปอย่างมาก สิ่งมีชีวิตมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวขององค์ประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศที่เกิดขึ้นและบำรุงรักษาโดยมีส่วนร่วมในปัจจุบัน คุณสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศบนโลกได้

กระบวนการทางธรรมชาติของทั้งการบริโภคและการก่อตัวของส่วนประกอบในชั้นบรรยากาศทำให้สมดุลซึ่งกันและกันโดยประมาณนั่นคือทำให้มั่นใจได้ว่าองค์ประกอบคงที่ของก๊าซที่ประกอบเป็นบรรยากาศ

ปราศจาก กิจกรรมทางเศรษฐกิจธรรมชาติของมนุษย์รับมือกับปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของก๊าซภูเขาไฟ ควันจากไฟธรรมชาติ ฝุ่นจากพายุฝุ่นตามธรรมชาติ การปล่อยก๊าซเหล่านี้กระจายสู่ชั้นบรรยากาศ ตกตะกอน หรือตกลงสู่พื้นผิวโลกในรูปของการตกตะกอน จุลินทรีย์ในดินถูกนำไปใช้และสุดท้ายก็แปรสภาพเป็นสารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ และไนโตรเจนในดิน ซึ่งก็คือเป็นส่วนประกอบ "ธรรมดา" ของอากาศและดิน นี่คือเหตุผลว่าทำไมอากาศในชั้นบรรยากาศจึงมีองค์ประกอบที่คงที่โดยเฉลี่ย ด้วยการปรากฏตัวของมนุษย์บนโลก ในตอนแรกค่อย ๆ ตามมาด้วยความรุนแรงและคุกคาม กระบวนการเปลี่ยนแปลงจึงเริ่มต้นขึ้น องค์ประกอบของก๊าซอากาศและการทำลายเสถียรภาพตามธรรมชาติของบรรยากาศประมาณ 10,000 ปีที่แล้ว ผู้คนเรียนรู้การใช้ไฟ ถึง แหล่งธรรมชาติผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เพิ่มขึ้น หลากหลายชนิดเชื้อเพลิง. ในตอนแรกจะเป็นไม้และวัสดุจากพืชชนิดอื่นๆ

ในปัจจุบัน สิ่งที่เป็นอันตรายต่อบรรยากาศมากที่สุดนั้นเกิดจากเชื้อเพลิงที่ผลิตขึ้นโดยธรรมชาติ ได้แก่ ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม (น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเตา) และเชื้อเพลิงสังเคราะห์ เมื่อเผาจะเกิดไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์โลหะหนักและสารพิษอื่น ๆ ที่ไม่ได้มาจากธรรมชาติ (มลพิษ)

เมื่อพิจารณาถึงการใช้เทคโนโลยีจำนวนมหาศาลในปัจจุบัน เราสามารถจินตนาการได้ว่ามีเครื่องยนต์ของรถยนต์ เครื่องบิน เรือ และอุปกรณ์อื่นๆ เกิดขึ้นกี่เครื่องยนต์ในแต่ละวินาทีทำลายบรรยากาศ Aleksashina I.Yu., Kosmodamiansky A.V., Oreshchenko N.I. วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ: หนังสือเรียนสำหรับสถานศึกษาทั่วไปชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 – เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: SpetsLit, 2001. – 239 น. -

เหตุใดรถรางและรถรางจึงถือว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม สายพันธุ์บริสุทธิ์การขนส่งเมื่อเทียบกับรถบัส?

สิ่งที่อันตรายอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดคือระบบละอองลอยที่เสถียรซึ่งก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศพร้อมกับของเสียทางอุตสาหกรรมที่เป็นกรดและก๊าซอื่นๆ อีกมากมาย ยุโรปเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและมีอุตสาหกรรมมากที่สุดในโลก ทรงพลัง ระบบการขนส่งอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิลและวัตถุดิบแร่ในปริมาณมาก ส่งผลให้ความเข้มข้นของมลพิษในอากาศเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในเกือบทั้งหมด เมืองใหญ่ๆยุโรปเป็นที่สังเกตหมอกควัน หมอกควันเป็นละอองที่ประกอบด้วยควัน หมอก และฝุ่นละออง ซึ่งเป็นมลพิษทางอากาศประเภทหนึ่งในเมืองใหญ่และศูนย์กลางอุตสาหกรรม สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมโปรดดู: http://ru.wikipedia.org/wiki/Smog และระดับมลพิษที่เป็นอันตรายที่เพิ่มขึ้น เช่น ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ เบนซิน ฟีนอล ฝุ่นละเอียด ฯลฯ จะถูกบันทึกไว้ในอากาศเป็นประจำ

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเนื้อหาที่เพิ่มขึ้นมีความเกี่ยวข้องโดยตรง สารอันตรายในบรรยากาศที่มีการเพิ่มขึ้นของโรคภูมิแพ้ โรคระบบทางเดินหายใจ และโรคอื่นๆ อีกหลายชนิด

จำเป็นต้องมีมาตรการที่จริงจังที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนรถยนต์ในเมืองและการพัฒนาอุตสาหกรรมที่วางแผนไว้ในเมืองรัสเซียหลายแห่งซึ่งจะเพิ่มปริมาณการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ดูว่าปัญหาเรื่องความบริสุทธิ์ของอากาศได้รับการแก้ไขอย่างไรใน "เมืองหลวงสีเขียวของยุโรป" - สตอกโฮล์ม

ชุดมาตรการเพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศจำเป็นต้องรวมถึงการปรับปรุงด้วย ลักษณะสิ่งแวดล้อมรถ; ก่อสร้างระบบฟอกก๊าซที่ สถานประกอบการอุตสาหกรรม- การใช้ก๊าซธรรมชาติแทนถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงในสถานประกอบการด้านพลังงาน ขณะนี้ในทุกประเทศที่พัฒนาแล้ว มีบริการตรวจสอบสถานะความสะอาดของอากาศในเมืองและศูนย์อุตสาหกรรม ซึ่งทำให้สถานการณ์เลวร้ายในปัจจุบันดีขึ้นบ้าง ดังนั้นในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจึงมี ระบบอัตโนมัติการติดตามคุณภาพอากาศในบรรยากาศในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก (ASM) ขอบคุณเธอ ไม่ใช่แค่อวัยวะเท่านั้น อำนาจรัฐและหน่วยงานปกครองส่วนท้องถิ่น รวมถึงชาวเมืองยังสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับสถานะของอากาศในชั้นบรรยากาศได้

สุขภาพของผู้อยู่อาศัยในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - มหานครที่มีเครือข่ายทางหลวงการคมนาคมที่พัฒนาแล้ว - ประการแรกได้รับอิทธิพลจากมลพิษหลัก: คาร์บอนมอนอกไซด์, ไนโตรเจนออกไซด์, ไนโตรเจนไดออกไซด์, สารแขวนลอย (ฝุ่น), ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่ง เข้าสู่อากาศในชั้นบรรยากาศของเมืองจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน อุตสาหกรรม และการคมนาคมขนส่ง ปัจจุบันส่วนแบ่งการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากยานยนต์คิดเป็น 80% ของการปล่อยมลพิษหลักทั้งหมด (ตามการประมาณการของผู้เชี่ยวชาญ ในมากกว่า 150 เมืองของรัสเซีย การขนส่งทางรถยนต์มีอิทธิพลเหนือมลพิษทางอากาศ)

สิ่งต่างๆ เกิดขึ้นในเมืองของคุณเป็นอย่างไรบ้าง? คุณคิดว่าสามารถทำได้และควรทำอย่างไรเพื่อทำให้อากาศในเมืองของเราสะอาดขึ้น

มีข้อมูลเกี่ยวกับระดับมลพิษทางอากาศในพื้นที่ที่สถานี AFM ตั้งอยู่ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

ต้องบอกว่าในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กมีแนวโน้มที่จะลดการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ แต่สาเหตุของปรากฏการณ์นี้มีความเกี่ยวข้องหลักกับการลดลงของจำนวนสถานประกอบการที่ดำเนินงาน เป็นที่ชัดเจนว่าจากมุมมองทางเศรษฐกิจนี่ไม่ใช่ วิธีที่ดีที่สุดลดมลภาวะ

เรามาสรุปกัน

เปลือกอากาศของโลก - ชั้นบรรยากาศ - เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ก๊าซที่ประกอบเป็นอากาศก็มีส่วนร่วมเช่นกัน กระบวนการที่สำคัญเช่น การหายใจ การสังเคราะห์ด้วยแสง บรรยากาศสะท้อนและดูดซับ รังสีแสงอาทิตย์จึงช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากการเอ็กซ์เรย์ที่เป็นอันตรายและ รังสีอัลตราไวโอเลต. คาร์บอนไดออกไซด์กักเก็บรังสีความร้อนจากพื้นผิวโลก ชั้นบรรยากาศของโลกมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว! สุขภาพและชีวิตของเราขึ้นอยู่กับมัน

มนุษย์สะสมของเสียจากกิจกรรมของเขาในชั้นบรรยากาศอย่างไร้เหตุผลซึ่งก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรง ปัญหาทางนิเวศวิทยา- เราทุกคนไม่เพียงต้องตระหนักถึงความรับผิดชอบของเราต่อสภาวะของบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังต้องทำสิ่งที่เราสามารถทำได้เพื่อรักษาความสะอาดของอากาศซึ่งเป็นพื้นฐานของชีวิตของเราอย่างสุดความสามารถด้วย